干吃不胖如开挂,幸运基因你有吗?
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)位于“危險(xiǎn)地帶”的基因變異,可以讓人體慣常消耗更多的能量,仿佛開了燃脂外掛。更幸運(yùn)的是,這種變異不會(huì)導(dǎo)致癌變。
干吃不胖代謝快,上輩子救了銀河系吧
這個(gè)夏天,國內(nèi)疫情高峰過去了,但宅出來的肉還是不離不棄。曾幻想默默減肥,復(fù)出時(shí)和小龍女出關(guān)那樣驚艷世界的吃貨們表示十分委屈:誰能料到還有“無接觸外賣”這種魔鬼服務(wù)啊。
更氣人的是,總有些拉仇恨的家伙,從不見他們在健身房里揮汗如雨,關(guān)在家里胡吃海喝就是不見胖。不必多問,問了就是“我就這體質(zhì)”。
“體質(zhì)”這個(gè)詞,頗有點(diǎn)宿命論的調(diào)調(diào)。但在科學(xué)家眼中,越玄乎的東西就越有挖掘的價(jià)值。
一直以來大家順理成章地把胖子們作為研究對象,但最近哥倫比亞大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)卻另辟蹊徑,研究起了那些只吃不胖的瘦子們。結(jié)果還真發(fā)現(xiàn)一個(gè)“外掛”:他們體內(nèi)一個(gè)名為 ALK(間變性淋巴瘤激酶)的基因上帶有的特殊變異,在幫助他們抵抗體重增加,保持苗條。
等等,這個(gè)基因的名字怎么還和“淋巴瘤”有關(guān)?你沒看錯(cuò),ALK 其實(shí)是一個(gè)著名的“致癌基因”,它的突變常和淋巴瘤、肺癌等多種癌癥有關(guān),是診斷時(shí)常用的標(biāo)記物之一,在腫瘤研究領(lǐng)域早已名聲在外。但一個(gè)癌癥標(biāo)志物,居然和抵抗肥胖有關(guān),這就很值得玩味了。
神奇瘦子在哪里?
成不了維密超模事小,太胖真的會(huì)導(dǎo)致很多惱人的疾病:內(nèi)分泌失調(diào)、糖尿病、冠心病、甚至癌癥。1997 年世界衛(wèi)生組織就正式承認(rèn)“過度肥胖是一種疾病”。那怎么判斷是不是過度肥胖呢?最簡單的方法就是用身體質(zhì)量指數(shù)(簡稱 BMI)來估算:將體重(千克)除以身高(米)的平方。假設(shè)某人身高 1.8 米,重 70 公斤,那他的 BMI=70/(1.8)2,約 21.6。
在我國,BMI 大于 24 視為體重超重,28 以上則為肥胖癥,需要醫(yī)學(xué)干預(yù)了。
肥胖程度與 BMI 指數(shù)(中國標(biāo)準(zhǔn)),>24 就有點(diǎn)胖了
研究人員對那些 BMI 很低,但健康狀況良好的瘦子們尤其感興趣:除了少數(shù)健身狂魔,如果大家都吸一樣的霾,吃一樣的小龍蝦,這些瘦子怕不是有什么共同的神奇屬性吧?比如自帶特殊基因。
所謂千人千面,每個(gè)人的 DNA 都有很多不同的地方,要找到和“瘦”有關(guān)的規(guī)律,就不能只看幾個(gè)人。不過,滿世界地去找瘦子(還得是健康的瘦子,厭食癥、營養(yǎng)不良都不能算)顯然不是效率最高的方法。好在現(xiàn)在有了一種“生物銀行”。
科研界的網(wǎng)購式體驗(yàn)
生物銀行(biobank)是統(tǒng)一收集、管理大量人類生物樣本(如血液、細(xì)胞、器官或 DNA 等)的組織,通常由有資質(zhì)的醫(yī)療或科研機(jī)構(gòu)成立。主要有兩種:一種收的是正常人樣本,像臍帶血、骨髓等,以便天有不測風(fēng)云時(shí)救人救己;另一種是收集病人的樣本,為研究各種疾病提供材料。
通常,樣本入庫時(shí),主人的信息如性別、年齡、種族、是否抽煙喝酒、疾病史等都會(huì)被詳細(xì)記錄。這樣的好處是,樣品的來源和背景都十分明確,便于管理和滿足不同研究的需要。
符合條件的研究機(jī)構(gòu),可以指定條件來篩選樣品:比如年齡小于 50 歲、排除 XX 疾病等。生物銀行能提供數(shù)量充足的樣本,省去研究人員大費(fèi)周章招募試驗(yàn)對象的辛苦。是不是很像網(wǎng)購的思路?但人類樣本不是簡單的商品,這里只是打個(gè)比喻。申請樣品要經(jīng)過嚴(yán)格的法律和倫理審查。
樣本在“生物銀行”被集中管理和儲(chǔ)存 jfdaily.com
哥倫比亞大學(xué)這項(xiàng)研究的樣本來自愛沙尼亞生物銀行(Estonian Biobank)——世界上最大的基因樣本庫之一。
愛沙尼亞國家雖小,政府對推進(jìn)國民基因研究卻很積極,甚至提供免費(fèi)的 DNA 分析服務(wù)。2000 年以來,這家生物銀行已經(jīng)收集了超過 20 萬人的 DNA 樣本(83% 來自愛沙尼亞公民,14% 俄羅斯,3% 其他國家)。研究團(tuán)隊(duì)借用了其中 47102 名 22-40 歲人員的數(shù)據(jù)。
不足2% 人擁有的“燃脂外掛”
很多人聽到“基因變異”都會(huì)聯(lián)想到癌癥、怪物。其實(shí),在世世代代的繁衍中,每個(gè)人的基因組中都帶有很多先天變異。人類的個(gè)體差異和緩慢進(jìn)化,都與這類變異點(diǎn)點(diǎn)滴滴的積累有關(guān)。而那些致病致癌的突變,是指身體細(xì)胞的 DNA 在后天環(huán)境里受到輻射、毒素等有害刺激,短期內(nèi)發(fā)生的變化,這種異常突變通常也不能遺傳。
真正和苗條體質(zhì)有關(guān)的基因變異,應(yīng)該具有一定遺傳性,因此在瘦子群體中有更高的出現(xiàn)頻率,要通過大規(guī)模人群基因組的橫向比較才能找到。
從大樣本人群中尋找關(guān)鍵變異示意圖(非本研究數(shù)據(jù)),縱坐標(biāo)表示各個(gè)變異和“瘦子組”的關(guān)聯(lián)程度
研究人員先把生物銀行里篩到那 4.7 萬多個(gè)青年人的 BMI 值按年齡和性別進(jìn)行了矯正,將 BMI 小于 18 的 881 人(約 1.9%)歸入“瘦子組”,另將 BMI 值大小處于 30~50 百分位的3,173 個(gè)人作為對照組。在比較兩組變異的分布和頻率后,在瘦子組中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)位于 ALK 基因區(qū)域的特殊變異。
ALK 作為(突變后)“致癌基因”名聲不好,但原本也是正經(jīng)人士,它位于人的二號(hào)染色體,編碼一種橫跨人體細(xì)胞膜的蛋白質(zhì),像橋梁一樣,能將外界信號(hào)傳入細(xì)胞,激發(fā)相應(yīng)的功能。哺乳動(dòng)物的 ALK 基因一般在胚胎期比較活躍,出生后就逐漸佛系,只在神經(jīng)系統(tǒng)有少量表達(dá)。
平時(shí)沒啥存在感的角色一旦黑化放的都是大招。ALK 基因如果在某些致癌因素影響下發(fā)生了突變,就可以不再依賴外界信號(hào),自作主張向細(xì)胞內(nèi)發(fā)布異常信號(hào),讓神經(jīng)細(xì)胞野蠻生長,發(fā)生癌變。更得寸進(jìn)尺,它可以和作用于其他器官的基因發(fā)生融合,合體之后的新基因能讓神經(jīng)系統(tǒng)以外的器官也癌變。因此像肺癌、結(jié)腸癌等非神經(jīng)系統(tǒng)的腫瘤病人體內(nèi)常能發(fā)現(xiàn) ALK 基因的融合性突變。
對于健康狀況良好的瘦子,令他們保持苗條的并不是致癌的融合突變,他們體內(nèi)的 ALK 變異體并未逾矩,作用對象還是神經(jīng)系統(tǒng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),這種變異體能讓人體的交感神經(jīng)系統(tǒng)更興奮。
我們每個(gè)人都體會(huì)過交感神經(jīng)極度興奮的狀態(tài):就是當(dāng)遇到危險(xiǎn)時(shí),身體的應(yīng)激狀態(tài)。這時(shí)心跳加快,血壓上升,肌肉緊張,注意力高度集中,為戰(zhàn)斗或逃跑作準(zhǔn)備。可想而知這種狀態(tài)下身體會(huì)比平時(shí)消耗更多的能量。
應(yīng)激反應(yīng)是交感神經(jīng)處于興奮狀態(tài)的典型例子
一直處在應(yīng)激狀態(tài)誰也吃不消,但瘦子們的 ALK 變異能讓他們在精神不焦慮的前提下,交感神經(jīng)保持“微 high”的狀態(tài),同樣吃吃喝喝,能量卻慣性地消耗得更多,當(dāng)然就不容易胖了。
研究人員在動(dòng)物試驗(yàn)中也做了進(jìn)一步驗(yàn)證:發(fā)現(xiàn)被抑制了 ALK 功能的果蠅,體內(nèi)的甘油三酯水平就變得很低;而對小鼠敲除這個(gè)基因后,交感神經(jīng)興奮度明顯增加,喂再多高脂肪飼料,都胖不起來。不遇癌癥不出頭的 ALK 基因,看來本身和調(diào)節(jié)能量代謝有關(guān),它默不作聲的時(shí)候?qū)桓猩窠?jīng)興奮性可能起的是限制性作用。
所以,防癌又減肥的神藥不遠(yuǎn)了?
這次新發(fā)現(xiàn),很自然讓人聯(lián)想到新型減肥藥的開發(fā):既然 ALK 容易抽風(fēng)致癌,還阻礙我們瘦成閃電,那發(fā)明一種抑制它的藥物豈不一舉兩得?
其實(shí) ALK 的抑制劑早就有了。不少抗癌藥(如克唑替尼等、色瑞替尼等)正是靶向抑制 ALK 的。說起來,過去的研究里也有觀察到服藥后體重減輕的現(xiàn)象,不過癌癥本身是對體力消耗很強(qiáng)的疾病,體重的進(jìn)一步減輕就被歸為藥物的副作用了。何況這種減重作用并不持久,停藥后就會(huì)恢復(fù),所以拿副作用一大堆的抗癌藥來減肥就先別想了。
那說了這么多,最后還不能拿來用,我們到底圖個(gè)啥?
這些年,人們經(jīng)常能看到一些刷新三觀的研究發(fā)現(xiàn),撇開學(xué)術(shù)造假的害群之馬,有一個(gè)結(jié)論恐怕不得不承認(rèn):人體確實(shí)比我們想象的復(fù)雜得多。
就拿肥胖來說,以前我們總認(rèn)為脂肪除了儲(chǔ)存能量一無是處,后來知道脂肪是合成激素的原料,對內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖功能、甚至免疫功能都有影響;脂肪還分能主動(dòng)分泌抑制食欲的“瘦素”,幫助我們控制體重,但糖尿病人卻普遍對“瘦素”的感應(yīng)失靈,血糖、血脂的代謝紊亂可謂犬牙差互……
胖瘦調(diào)控和能量代謝的機(jī)制十分復(fù)雜,科學(xué)家們越想抽絲剝繭,越發(fā)現(xiàn)扯出來的是張大網(wǎng)。與胖瘦有關(guān)的基因也不止 ALK 一個(gè),縱使它有四兩撥千斤的潛力,也注定只是這張大網(wǎng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。不過這項(xiàng)研究提示我們,可能還有更多和它一樣平時(shí)看似沒什么作用、甚至堪為隱患的基因,在參與人體的調(diào)控。
人體像一個(gè)宇宙,科學(xué)家們之所以爆肝頭禿地研究那些我們連名字也聽不懂的基因和分子,就是為了點(diǎn)亮群星,將我們未知的真相看得更全面,在我們面對現(xiàn)有治療手段的副作用或療效瓶頸一籌莫展時(shí),能找到新的突破口。
數(shù)萬年的漫長進(jìn)化讓人體自帶修復(fù)各種 bug 的精妙功能,有生之年我們可能來不及搞清這具身體的所有奧秘,也沒有外掛基因加持,但只要盡可能保持合理的生活習(xí)慣,避免給身體無法承受的負(fù)擔(dān),就能從全局上最大限度地保證健康。
參考資料:
1. Orthofer M, Valsesia A, M?gi R, et al.Identification of ALK in Thinness. Cell. 2020;S0092-8674(20)30497-9.doi:10.1016/j.cell.2020.04.034
2. 王友發(fā),孫明曉,楊月欣.中國肥胖預(yù)防和控制藍(lán)皮書[M].北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社, 2019.
3. 王立銘. 吃貨的生物學(xué)修養(yǎng)[M]清華大學(xué)出版社, 2016
總結(jié)
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